摘要

NichiMart是日本NICHIRYO（立洋）公司推出的一款2通道模塊化工作站點(diǎn)膠機(jī)，專為需要高精度、高效率液體處理的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)。該設(shè)備采用獨(dú)特的雙通道獨(dú)立模塊化架構(gòu)，允許用戶從多種噴嘴模塊中自由組合，實(shí)現(xiàn)樣品分配、試劑分裝、高倍稀釋等多種液體處理任務(wù)的自動(dòng)化。本文將從設(shè)計(jì)理念、核心技術(shù)架構(gòu)、性能參數(shù)、應(yīng)用場景及產(chǎn)品生態(tài)等維度，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行全面的技術(shù)解析。

1. 引言：精密液體處理的技術(shù)挑戰(zhàn)

在生命科學(xué)研究和現(xiàn)代工業(yè)制造中，微升級(jí)別液體的精準(zhǔn)處理是實(shí)驗(yàn)成功與產(chǎn)品質(zhì)控的基石。從高通量藥物篩選中的納升級(jí)加樣，到診斷試劑生產(chǎn)中的精密分裝，任何微小的體積誤差或交叉污染都可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗或產(chǎn)品瑕疵。

傳統(tǒng)的手工操作不僅效率低下，更在重復(fù)性與精確性上存在瓶頸——即便是最訓(xùn)練有素的操作者，也難以在成百上千次的重復(fù)加樣中保持一致。而常規(guī)的自動(dòng)化設(shè)備往往功能固化，難以適應(yīng)多變的實(shí)驗(yàn)需求。

日本NICHIRYO公司推出的NichiMart 2通道模塊化工作站點(diǎn)膠機(jī)，正是為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)而生。它并非一臺(tái)功能固化的設(shè)備，而是一個(gè)以“模塊化工作站”為理念構(gòu)建的液體處理平臺(tái)，通過雙通道獨(dú)立模塊化設(shè)計(jì)，在保證實(shí)驗(yàn)室級(jí)別超高精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)級(jí)別的高靈活性與高效率。

2. 核心設(shè)計(jì)理念：模塊化定義工作流

NichiMart的設(shè)計(jì)哲學(xué)在于將“靈活性”和“用戶自定義”置于核心。它從根本上改變了用戶與設(shè)備的關(guān)系——用戶不再是被迫適應(yīng)設(shè)備固定功能的操作者，而是可以根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)需求，自由組合和配置設(shè)備的“流程設(shè)計(jì)師”。

2.1 雙通道獨(dú)立模塊化噴頭

這是NichiMart具革命性的特點(diǎn)。設(shè)備主體提供兩個(gè)獨(dú)立的安裝位，允許用戶從五種以上的噴嘴模塊中任意選擇兩種進(jìn)行組合安裝。這意味著，一臺(tái)設(shè)備可以在一次運(yùn)行中同時(shí)執(zhí)行兩種不同的液體處理任務(wù)：

• 通道A：安裝用于高粘度試劑分裝的固定噴嘴

• 通道B：安裝使用一次性吸頭、適用于珍貴樣品的微量移液噴嘴

從而實(shí)現(xiàn)“加樣”與“加試劑”的同步進(jìn)行。

2.2 按需配置實(shí)現(xiàn)復(fù)雜操作

這種模塊化組合直接解鎖了復(fù)雜液體處理流程：

• 高倍率稀釋：通過選擇兩個(gè)不同容量范圍的模塊（如30μL和1000μL模塊），設(shè)備可以輕松完成高達(dá)數(shù)百倍的稀釋操作，無需人工中間轉(zhuǎn)移，極大提升了稀釋的精度和效率

• 兼顧通量與防污染：固定噴嘴與一次性吸嘴模塊的組合，同時(shí)滿足處理大批量常規(guī)試劑的高通量與處理特殊樣本時(shí)避免交叉污染的雙重需求

• 靈活的容器適配：兩個(gè)模塊的Z軸（垂直方向）可獨(dú)立控制，自動(dòng)適應(yīng)不同容器中的液面高度；噴嘴間距可在9mm至24mm之間調(diào)節(jié)，適配從標(biāo)準(zhǔn)96孔板、384孔板到各種規(guī)格試管的多種容器

2.3 噴嘴模塊系列

NichiMart提供五種核心噴嘴模塊，覆蓋從微量到較大體積的液體處理需求：

3. 技術(shù)架構(gòu)與工作原理

NichiMart的性能建立在精密機(jī)械、智能傳感與強(qiáng)大軟件三大支柱之上。

3.1 精密流體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

點(diǎn)膠核心采用高精度步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞，通過精準(zhǔn)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)步數(shù)來間接控制活塞推進(jìn)的行程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出液體體積的納米級(jí)控制。不同容量的噴嘴模塊內(nèi)部集成了對(duì)應(yīng)量程的精密注射泵，確保在其標(biāo)定范圍內(nèi)達(dá)到佳精度。

系統(tǒng)還具備回吸功能，在點(diǎn)膠結(jié)束時(shí)通過瞬時(shí)負(fù)壓回拉液柱，有效防止掛滴和漏液，保證點(diǎn)膠形態(tài)的完整性和一致性。

3.2 智能傳感與運(yùn)動(dòng)控制

設(shè)備集成了高靈敏度的液位感應(yīng)功能，能夠自動(dòng)探測樣品液面、檢測吸液是否充足、管路是否堵塞或出現(xiàn)空吸。這不僅避免了人為誤判，更保證了流程的全自動(dòng)化可靠運(yùn)行，在處理珍貴樣本時(shí)尤為重要。

在運(yùn)動(dòng)控制上，兩個(gè)模塊的Z軸可獨(dú)立控制，使其能自動(dòng)適應(yīng)不同容器中不同的液面高度。同時(shí)，兩個(gè)模塊的間距調(diào)節(jié)范圍9-24mm，確保了與多種規(guī)格容器的兼容性。

3.3 圖形化工作站軟件“NichiMaster”

所有硬件能力通過隨設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配備的“NichiMaster”軟件被統(tǒng)一調(diào)度和賦能。該軟件提供直觀的圖形化界面，用戶可通過拖拽等方式輕松編輯復(fù)雜的點(diǎn)膠協(xié)議，設(shè)定分配體積、速度、順序、清洗步驟等。

軟件支持自定義板架和容器圖形，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)液體不足、吸頭堵塞等錯(cuò)誤進(jìn)行即時(shí)報(bào)警與處理。它還支持從外部文件導(dǎo)入樣本坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“櫻桃采摘”式選擇性點(diǎn)樣，極大地拓展了應(yīng)用邊界。

4. 關(guān)鍵性能參數(shù)

4.1 硬件規(guī)格

4.2 精度與重復(fù)性

NichiMart的精度表現(xiàn)以變異系數(shù)（CV%）和準(zhǔn)確度（AC%）衡量，數(shù)值越低代表重復(fù)性和準(zhǔn)確性越好：

以200μL模塊分配200μL液體為例，CV ≤ 0.5%意味著高的重現(xiàn)性，能夠滿足嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控要求。

5. 典型應(yīng)用場景

憑借其模塊化、高精度和軟件可編程的特點(diǎn)，NichiMart在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著核心作用：

5.1 生命科學(xué)研究

• PCR反應(yīng)體系構(gòu)建：高精度分配預(yù)混液，自動(dòng)設(shè)置PCR反應(yīng)溶液

• 細(xì)胞培養(yǎng)：培養(yǎng)基分配、細(xì)胞添加

• 核酸樣本稀釋：通過不同容量模塊組合實(shí)現(xiàn)高倍率稀釋

• 蛋白結(jié)晶篩選：納升級(jí)別加樣，保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠性

5.2 醫(yī)療衛(wèi)生與臨床檢測

• 樣本自動(dòng)化分配：血液等檢測樣本的自動(dòng)化分配

• 傳染病檢測：在生物安全柜中自動(dòng)化分配傳染病檢測樣本

• 模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)勢：便于在超凈工作臺(tái)或安全柜中安裝，錯(cuò)誤檢測功能提升可靠性

5.3 體外診斷與生物制藥

• 診斷試劑盒分裝：高效完成ELISA、化學(xué)發(fā)光等診斷試劑盒的酶、底物、校準(zhǔn)品分裝

• 藥物篩選：化合物添加與稀釋

5.4 化工與材料工程

• 試劑分配與高倍稀釋：多種噴嘴模塊可選，清潔噴嘴單元實(shí)現(xiàn)高速稀釋和分配

• 化學(xué)品合成：精準(zhǔn)分配微量催化劑、昂貴反應(yīng)物

• 液體樣品吸入和排出的自動(dòng)化

5.5 食品與環(huán)境檢測

• 樣品前處理：自動(dòng)化處理標(biāo)準(zhǔn)品添加、內(nèi)標(biāo)加入以及系列濃度稀釋

• 提高檢測效率和一致性

6. 產(chǎn)品生態(tài)與選型參考

6.1 與NichiMart CUBE的對(duì)比

NichiMart系列提供不同配置以適應(yīng)多樣化的空間和通量需求：

6.2 耗材與配件

NichiMart配備完整的耗材體系，包括各種容量的點(diǎn)膠機(jī)器人吸頭及支架：

7. 結(jié)論：從工具到解決方案的進(jìn)化

NichiMart 2通道模塊化工作站點(diǎn)膠機(jī)，標(biāo)志著精密液體處理設(shè)備從功能單一的“工具”向高度集成的“用戶自定義解決方案”的進(jìn)化。它通過模塊化的硬件架構(gòu)，賦予了實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)車間的流程設(shè)計(jì)自由；通過軟硬件的深度集成，將復(fù)雜的手工操作轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、可追溯的自動(dòng)化流程。

其核心價(jià)值體現(xiàn)在三個(gè)層面：

• 靈活性：雙通道獨(dú)立模塊化設(shè)計(jì)，支持五種以上噴嘴模塊的自由組合，適應(yīng)從微量到較大體積、從普通試劑到珍貴樣品的多樣化需求

• 精確性：高精度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，配合液位檢測、回吸防滴漏等功能，實(shí)現(xiàn)CV ≤0.5%的重復(fù)性

• 智能化：NichiMaster軟件提供直觀的圖形化編程界面，支持復(fù)雜協(xié)議編輯、實(shí)時(shí)監(jiān)控和錯(cuò)誤處理

對(duì)于追求數(shù)據(jù)精準(zhǔn)、效率提升和流程標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)產(chǎn)線而言，NichiMart不僅僅是一臺(tái)執(zhí)行“點(diǎn)膠”動(dòng)作的機(jī)器，更是一個(gè)能夠持續(xù)適應(yīng)未來需求、不斷釋放生產(chǎn)力的液體處理核心平臺(tái)。它用精密的機(jī)械語言證明，在微觀液體的世界里，靈活性可以與精度并存，效率能夠與可靠性共進(jìn)